脹接波紋纏繞翅片管的製作方法

2023-05-20 11:00:11

專利名稱：脹接波紋纏繞翅片管的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於傳熱過程的高效換熱元件，特別是通過管內脹接使基管與纏繞翅片緊密貼合併在管壁產生波紋的雙面高效翅片管。
目前，煉油、石化、熱電等行業常用的翅片管有纏繞型、整體軋制型、穿片浸鋅型和焊接型四種，國家標準《空冷式換熱器》(GB/T15386-94)規定了L、LL、KL、G和DR型，其強化機理均為擴展管外表面積，強化管外傳熱。纏繞型翅片管成本低但接觸熱阻大；整體軋制型翅片管接觸熱阻小但成本高；穿片浸鋅型和焊接型翅片管制造工藝複雜。對於具有管內強化的翅片管，在已公開的專利中，如「高效翅片螺紋傳熱管」(ZL92235193.7)為在螺旋槽外纏繞翅片；「雙金屬複合波紋翅片管」(ZL982 18591.X)為在螺旋槽外套管軋制出具有內螺旋槽的的雙金屬扎制翅片管等，都具有一定的管內強化效果，但製造工藝複雜，成本也相對較高。目前應用最為廣泛的還是纏繞翅片管。
本發明的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種通過脹接使基管與管外纏繞翅片牢固緊密貼合併在基管壁面上產生螺旋波紋，而製造成本與常用翅片管相當的雙面強化波紋翅片管。
本發明的目的是這樣實現的(1)將薄壁金屬帶纏繞在具有良好塑性薄壁金屬基管上，將基管通過脹接使其與管外纏繞翅片牢固緊密貼合。脹接後基管管壁上產生螺旋波紋，且翅片與基管貼合緊密，接觸熱阻較小。在基管與翅片之間還可放置一些金屬絲狀物，如纏繞金屬絲等，以增強基管的脹接波紋數量和幅度。
(2)為了保證薄壁金屬基管與管板的連接強度，在基管兩端套裝一套管，並通過脹接、脹接+焊接等方法，使其接合牢靠緊密。
本發明與現有技術相比，具有以下優點。
(1)翅片與基管接合緊密，接觸熱阻較小，其接觸熱阻與軋制雙金屬翅片管相當。翅片有承受工作應力的作用，薄壁基管的承壓能力強。
(2)基管壁面通過脹接形成螺旋波紋，管內強化效果好，並具有防結垢和熱應力小的特點。
(3)基管可採用抗腐蝕能力較強的不鏽鋼等材料，因而具有較強的抗腐蝕能力。同時，由於採用薄壁管，在相同換熱面積條件下翅片管的重量大幅降低，從而使單位換熱面積成本也相應降低。
本發明的具體結構由以下的實施例及其附圖給出。


圖1是脹接波紋纏繞翅片管的結構示意圖。圖中，1為薄壁波紋基管，2為纏繞翅片，3為固定用套裝翅片，4為纏繞金屬絲，5為端部套管。
圖2是LL型脹接波紋纏繞翅片管的縱剖面示例。圖中，纏繞翅片部分相互壓蓋，並包蓋了整個基管，基管在脹接作用下產生塑性變形並貼緊翅片形成螺旋波紋。當在基管與翅片之間放置一些纏繞金屬絲等金屬絲狀物時，基管還會出現幅度更大的螺旋波紋。
圖3是L型脹接波紋翅片換熱管的縱剖面示例。圖中，翅片不相互壓蓋。L型翅片管存在在外力(如彎曲力)的作用下，波紋基管易產生變形的不足。
以上實施例可以進一步說明如下脹接波紋纏繞翅片管是由具有脹接波紋的薄壁基管、纏繞翅片、固定用套裝翅片、金屬絲狀物和端部套管組成。
脹接波紋纏繞翅片管的基管可以是圓形或其它截面形狀，推薦選用圓形截面形狀。基管採用不鏽鋼等具有優良塑性的薄壁無縫或有縫焊接管，通過脹接產生塑性變形且與翅片根部緊密貼合，而產生不同形狀的螺旋波紋。
翅片類型有LL和L型等，推薦選用LL型。纏繞在基管上的翅片可纏繞+焊接相連或只纏繞均可。翅片的材料可以是光滑面、波面的碳鋼、合金鋼、有色金屬薄板等。翅片上可製成花瓣形，以加強橫掠氣流的擾動。翅片具有承受工作應力的作用，脹接波紋纏繞翅片管的承壓能力較強。翅片在纏繞過程中，為了減少薄壁基管的彎曲和擠壓變形，防止薄壁基管在纏繞翅片時被損壞甚至出現不能纏繞翅片等情況，可在薄壁基管內穿裝一臨時心軸/管，以加強其剛度。待翅片纏繞完成後再抽出臨時心軸/管。
在基管與翅片之間還可放置一些金屬絲狀物，如纏繞金屬絲等，以增強基管的脹接波紋數量和幅度。增強薄壁基管的脹接波紋的金屬絲狀物可根據需要取捨。
固定用套裝翅片主要作用是固定纏繞翅片。固定用套裝翅片可以通過脹接、焊接等方式與纏繞翅片、端部套管及薄壁基管相連接。
端部套管與管板相連接的兩端為圓形光滑截面，端部套管可通過脹接(包括翻邊脹接)、脹接+焊接或焊接與基管相連接。端部套管與基管的連接方式建議使用脹接或脹接+焊接方式。端部套管可根據翅片管與管板連接的方式和要求進行取捨。
權利要求
1.脹接波紋纏繞翅片管，是由具有脹接波紋的薄壁基管、纏繞翅片、端部套管、金屬絲狀物和固定用套裝翅片組成，其特徵在於薄壁基管通過脹接產生塑性變形而與纏繞翅片緊密貼合，並在基管壁面上形成不同形狀的波紋。
2.根據權力要求1所述的脹接波紋纏繞翅片管，其特徵在於所述的基管可是圓形或其它截面形狀，推薦選用圓形截面基管。
3.根據權力要求1所述的脹接波紋纏繞翅片管，其特徵在於所述的翅片類型有LL型和L型等，推薦選用LL型。
4.根據權力要求1所述的脹接波紋纏繞翅片管，其特徵在於所述的翅片表面可以是光滑面、波面或花瓣形面等。
5.根據權力要求1所述的脹接波紋纏繞翅片管，其特徵在於所述的端部套管和金屬絲狀物可根據需要取捨。
全文摘要
脹接波紋纏繞翅片管,是由具有脹接波紋的薄壁基管1、纏繞翅片2、固定用套裝翅片3、纏繞金屬絲4和端部套管5組成。其特徵是薄壁基管通過脹接使之與纏繞翅片緊密貼合,接觸熱阻小;基管管壁在脹接時產生螺旋波紋,對管內換熱介質具有較好的擾流強化作用,並具有防結垢和熱應力小的特點;基管的薄壁特性使之在製造成本相當的條件下可採用不鏽鋼等材料,具有強抗腐蝕能力和低成本的特點。
文檔編號F28F1/30GK1343867SQ00124819
公開日2002年4月10日 申請日期2000年9月18日 優先權日2000年9月18日
發明者孟繼安 申請人:孟繼安